葎草水浸液對小麥種子萌發和幼苗生長的影響

柴夏華　押輝遠

摘要：為了探討葎草（Humulus scandens）的化感作用，研究了不同濃度葎草水浸液對小麥種子萌發和幼苗生長的影響。結果表明，低濃度水浸液處理下，小麥種子的萌發和幼苗生長情況與對照組無差異，高濃度水浸液對種子的萌發和幼苗的生長具有抑制作用，且隨著濃度的升高，抑制作用在不斷地增強。但當濃度為0.200 g/mL時，其對小麥幼苗的生長反而有促進作用。

關鍵詞：葎草（Humulus scandens）；水浸液；小麥生長

中圖分類號：S482.8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）09-2240-04

葎草[Humulus scandens（Lour）Merr]俗稱拉拉秧，屬桑科植物，一年生草質藤本。主要成分為葎草酮、蛇麻酮、天門冬素、膽堿、木犀草黃素等。具有清熱解毒、利尿、止痢等功能，主治肺結核、痢疾、潮熱、蛇蟲咬傷、腸癰等。作為農田和園林綠化中的重要雜草。葎草在中國分布廣泛。除新疆、青海外全國各省均有分布，如能合理利用，變廢為寶，使這一雜草得到有效控制的同時還可以充分發揮資源的優勢。然而迄今為止，國內學者對葎草的研究還缺乏廣度和深度，僅有少數學者將其應用于臨床治療腹瀉等癥。歐紅梅等研究葎草水浸液對植物種子萌發和幼苗生長的影響，發現葎草水浸液對番茄萌發沒有明顯影響。對矮腳黃、萵苣的影響較顯著，說明葎草表現出了植物化感的現象。

植物的化感作用（Allelopathy）是指植物通過向環境釋放化學物質，對周圍生物的生長發育產生直接或間接的促進或抑制作用。在農業生產和園林綠化中，盡量避免或減少化學農藥危害。充分發揮化感物質的優勢。應用化感植物來抑制雜草，開發天然農藥和生長調節劑。對于農林業的持續發展、保護生態環境以及有效利用資源具有重要的理論和現實意義。陳虹霞等探究不同質量濃度銀杏葉聚戊烯醇提取物對小麥種子萌發和幼苗生長的影響。結果表明，低質量濃度的聚戊烯醇（20、50mg/L）能夠促進小麥種子的萌發和幼苗生長，小麥種子的淀粉酶活性增強，根系活力也增強：而高質量濃度（100mg/L）時，效果則相反，淀粉酶活性和根系活力-均降低。為了研究喜旱蓮子草組織水浸液的化感作用，張震等運用室內培養皿生物測定法，以喜旱蓮子草地上和地下部組織為供體、黑麥草為受體進行研究，發現在喜早蓮子草組織水浸液的處理下，黑麥草種子的萌發受到顯著的抑制，其終萌發率明顯降低，其根和莖的生長也受到明顯的抑制。然而，目前關于葎草在生長過程中是否釋放出活性物質并影響其他植物的生長研究得較少。本研究通過葎草對小麥種子萌發和幼苗生長的影響，探究葎草的化感作用，以期為研發天然除草劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

葎草采自洛陽師范學院校園內，處于盛果期。采集健康新鮮的葎草葉子和葉柄洗凈放在-80℃冰箱中保存，次年拿出來備用。受體種子為小麥（Triticum aestivum L）。品種為洛旱7號，來自洛陽市農林科學院金谷王種業公司。

試驗儀器主要有ZWY-2102 incubator shaker、LDZX-40KB立式壓力蒸汽滅菌鍋、DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋、SW-CJ-2F型雙人雙面凈化工作臺、Thermo Scientific超低溫冰箱、POX多段人工氣候箱（寧波萊福科技有限公司生產）、TCL冰箱、恒平電子天平MP1100B。

1.2 方法

1.2.1 制備浸液 稱取葎草葉和葉柄500g，用研缽將其研碎，加入4000mL去離子水，在搖床中充分搖勻，浸泡48h，在60℃水浴鍋中濃縮并用6層紗布過濾制成濃縮液，定義其相對質量濃度為10.000g/mL。最后用去離子水稀釋制成濃度梯度為0.025、0.050、0.075、0.100、0.200、0.500、1.000g/mL的水浸液，置于4℃冰箱中備用。

1.2.2 小麥種子萌發 采用恒溫箱培養法進行種子萌發試驗。選擇飽滿均勻、大小適中、無病蟲害的小麥種子。75%乙醇消毒5min，無菌水清洗3次，每次1min。將與培養皿內徑（直徑為9cm）相同的兩個濾紙放入培養皿中作為發芽床，分別加入50粒小麥種子作為受體種子。取10mL不同濃度葎草水浸液分別加入培養皿中，每個處理重復3次，結果取其平均值。小麥種子在23℃、濕度75%的培養箱中培養，每天澆水（加水量以濾紙表面無水，手壓現水為準）。為了使空氣流通，要經常翻動小麥種子。每24h觀察并記錄發芽數目，種子發芽的標準是胚根突破種皮1～2mm。第7天將測定的數據取平均數，計算種子的發芽勢、發芽率、苗高等生理指標。

1.2.3 生理指標測定 根據《國際種子發芽規程》的規定，當胚根突出種皮的長度為種子長度的一半即為發芽的種子。將小麥種子在培養期間的發芽及生長的相關數據進行處理，同時根據以下公式計算小麥種子的發芽勢、發芽率、發芽指數及活力指數。

發芽勢：前3d內發芽的種子數/培養皿中供試種子數×100%：

發芽率=前7d內發芽的種子數/培養皿中供試種子數×100%：

發芽指數（MGi）=∑MGt/Dt，MGt為在測定時間內正常發芽種子數，Dt為相應時間的發芽天數。

活力指數（Vi）=發芽指數×苗長度。

將測定的各項生理指標取其平均值并利用Ex-cel軟件進行分析比較。

2 結果與分析

2.1 葎草水浸液對種子萌發的影響

2.1.1 發芽勢和發芽率

由圖1和圖2可知，較高濃度的葎草水浸液對小麥種子的發芽勢和發芽率有明顯的抑制作用，且濃度越高，抑制作用越強。當質量濃度為10.000g/mL時，處理組與對照組（0g/mL）差異極顯著。葎草水浸液完全抑制了種子的萌發。

2.1.2 發芽指數和活力指數 由圖3和圖4可知，整體來說，葎草水浸液對小麥種子發芽指數和活力指數具有抑制作用。隨著濃度的升高，抑制作用也在變強。但當質量濃度為0.200g/mL時，葎草水浸液對活力指數有一定的促進作用，質量濃度再升高，則又表現出極顯著的抑制作用。

2.2 葎草水浸液對小麥幼苗生長的影響

2.2.1 根長和苗高 由圖5和圖6可知，隨著濃度的升高，葎草水浸液不僅顯著抑制了小麥幼苗根的生長，而且顯著抑制了苗的生長，并且小麥幼苗的根長和苗高的變化趨勢相似。但是，當濃度為0.200g/mL時，則表現出促進作用。

由圖7可知，當濃度梯度為0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL時，葎草水浸液對小麥幼苗的生長無明顯影響。整體來說，當濃度梯度為0、0.200、0.500、1.000、10.000g/mL時，葎草水浸液對小麥幼苗的生長有明顯的抑制作用。當濃度為0.200g/mL時，葎草水浸液則促進小麥幼苗的生長（圖8）。

2.2.2 根的數目和平均干重 由圖9和圖10可知，整體來看，隨著濃度的升高，葎草水浸液對小麥幼苗根的生長和小麥干物質的積累具有抑制作用，但是當濃度為0.200g/mL時，葎草水浸液有利于提高根的數目和平均干重。當濃度為10.000g/mL時，則表現為完全抑制。

2.3 律草水浸液對霉菌的作用

由圖11可知，隨著葎草水浸液濃度的提高，其抑菌作用逐漸增強，種子發霉率逐漸降低，被污染其對番茄、矮腳黃、萵苣種子萌發和幼苗的影響，濃度梯度為0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL，種子萌發和幼苗生長采用的方法是培養皿濾紙法，結果表明，葎草水浸液對3種種子萌發率的影響存在差異，對番茄萌發沒有明顯影響，對矮腳黃、萵苣的影響較顯著。本研究嚴格遵循試驗的單一變量原則，為了避免自然條件下各種因素的干擾，試驗在恒溫恒濕培養箱中進行，光照、水分、溫度條件均保持一致。先進行濃度梯度為0、0.025、0.050、0.075、0.100g/mL的低濃度試驗，經過數據處理，表明這4個濃度的處理樣本與對照組差異不顯著。在此基礎上加大濃度。進行再試驗。結果表明。整體來說。葎草水浸液對小麥的萌發和幼苗的生長有抑制作用，且濃度越高，抑制作用越強，但當濃度為0.200g/mL時。其對小麥種子的活力指數和小麥幼苗的生長具有一定的促進作用：當濃度為10.000g/mL時。葎草水浸液對發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數、根長、苗高、根的數目及平均干重均具有極顯著的抑制作用。由此推測歐紅梅等的研究結果中，葎草水浸液對番茄的萌發沒有明顯影響的原因可能有兩個：一是其試驗所用的材料濃度較低，二是番茄的耐受性較強。

利用化感物質開發對生態安全的新型除草劑是農業可持續發展的投資重點，也是國際上雜草防除的研究熱點。基于本研究結果，可考慮用高濃度葎草水浸液作為綠色除草劑，一方面其成分是純天然的，一段時間后會自行降解，對環境無危害：另一方面，高濃度的水浸液可以完全抑制種子的萌發，并且制作簡單、使用方便、可直接噴灑、效果良好。